(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題10 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 2 第二單元 物質(zhì)的分離、提純與檢驗(yàn)教案
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1、(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題10 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 2 第二單元 物質(zhì)的分離、提純與檢驗(yàn)教案 物質(zhì)分離和提純的物理方法 [知識(shí)梳理] 1.物質(zhì)分離、提純的區(qū)別 (1)物質(zhì)的分離 將混合物的各組分分離開來,獲得幾種純凈物的過程。 (2)物質(zhì)的提純 將混合物中的雜質(zhì)除去而得到純凈物的過程,又叫物質(zhì)的凈化或除雜。 2.物質(zhì)分離、提純的物理方法 試根據(jù)所學(xué)的知識(shí)填寫操作方法及相關(guān)內(nèi)容。 (1)如圖1,所采用的方法、裝置的名稱:過濾。 適用范圍:把不溶性固體與液體進(jìn)行分離。 注意事項(xiàng):①一貼:濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁;二低:濾紙上邊緣低于漏斗邊緣,液面低于濾紙
2、邊緣;三靠:燒杯緊靠玻璃棒,玻璃棒輕靠三層濾紙?zhí)?,漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁。②若濾液渾濁,需更換濾紙,重新過濾。渾濁的原因可能是濾紙破損、濾液超過濾紙邊緣。 (2)結(jié)晶是晶體從飽和溶液中析出的過程,對(duì)溶解度受溫度變化影響不大的固態(tài)溶質(zhì),采用蒸發(fā)溶劑的方法,而對(duì)溶解度受溫度變化影響相當(dāng)大的固態(tài)溶質(zhì),采用冷卻飽和溶液的方法。 如圖2,所采用的方法、裝置的名稱:蒸發(fā)結(jié)晶。 適用范圍:溶解度隨溫度變化較小的物質(zhì)。 注意事項(xiàng):①玻璃棒的作用:攪拌,防止液體局部過熱而飛濺;②當(dāng)有大量晶體析出時(shí),停止加熱,利用余熱蒸干,而不能直接蒸干。 (3)如圖3,所采用的方法、裝置的名稱:分液。 適用范圍:①萃
3、?。豪萌苜|(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑組成的溶液里提取出來;②分液:兩種液體互不相溶且易分層。 注意事項(xiàng):①溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度比在原溶劑中大;②萃取劑與原溶劑不反應(yīng)、不相溶;③萃取劑與溶質(zhì)不反應(yīng)。 (4)如圖4,所采用的方法、裝置的名稱:蒸餾。 適用范圍:沸點(diǎn)相差較大且互溶的液體混合物。 注意事項(xiàng):①溫度計(jì)的水銀球放在蒸餾燒瓶的支管口處; ②蒸餾燒瓶內(nèi)要加沸石;③冷凝管水流方向應(yīng)為“逆流”。 (5)如圖5,所采用的方法、裝置的名稱:升華。 適用范圍:某種組分易升華的混合物,利用物質(zhì)升華的性質(zhì)在加熱條件下分離的方法。 [自我檢測] 1.
4、判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。 (1)(2016·高考海南卷)過濾操作中,漏斗的尖端應(yīng)接觸燒杯內(nèi)壁。( ) (2)[2015·高考全國卷Ⅰ,27(2)改編]利用Fe3O4的磁性,可將其從“浸渣”(含SiO2、CaSO4)中分離。( ) (3)將NH4Cl溶液蒸干制備NH4Cl固體。( ) 答案:(1)√ (2)√ (3)× 2.在常用分離提純的方法和混合物之間連線。 答案: 下列實(shí)驗(yàn)中,所采取的分離方法與對(duì)應(yīng)原理都正確的是( ) 選項(xiàng) 目的 分離方法 原理 A 分離溶于水中的碘 乙醇萃取 碘在乙醇中的溶解度較大 B 分離乙酸乙
5、酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 C 除去KNO3固體中混雜的NaCl 重結(jié)晶 NaCl在水中的溶解度很大 D 除去丁醇中的乙醚 蒸餾 丁醇與乙醚的沸點(diǎn)相差較大 [解析] 從化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理、化合物的性質(zhì)、物質(zhì)分離與提純的基本方法角度分析解決問題。A項(xiàng),萃取劑的選擇必須是與原溶劑互不相溶,且被萃取物質(zhì)在萃取劑中的溶解度較大。I2雖在乙醇中的溶解度較大,但水與乙醇能以任意比互溶,乙醇不能作萃取劑。B項(xiàng),乙醇與乙酸乙酯均屬于有機(jī)物,它們相溶,不能采取分液的方式分離。C項(xiàng),除去KNO3固體中的NaCl,可以采取重結(jié)晶法,原理是KNO3溶解度隨溫度變化較大,NaCl溶解
6、度隨溫度變化不大,可通過冷卻熱飽和溶液法析出KNO3晶體,而NaCl留在母液中被除去。D項(xiàng),丁醇與乙醚相溶,但沸點(diǎn)相差較大,可以采用蒸餾的方法將乙醚蒸出,使丁醇與乙醚分開。 [答案] D (1)若將上述例題A項(xiàng)中的萃取劑換成裂化汽油或己烯,能否滿足萃取要求? (2)除去NaCl固體中混雜的KNO3,應(yīng)采用哪種重結(jié)晶方法? 答案:(1)裂化汽油和己烯中均含有碳碳雙鍵,易與碘發(fā)生加成反應(yīng),不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? (2)由于較高溫度下KNO3的溶解度較大,應(yīng)使用蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾的方法。 物質(zhì)分離、提純的物理方法 1.(2017·高考全國卷Ⅰ,8,6分)《本草衍義》中對(duì)精制砒霜過
7、程有如下敘述:“取砒之法,將生砒就置火上,以器覆之,令砒煙上飛著覆器,遂凝結(jié)累然下垂如乳,尖長者為勝,平短者次之。”文中涉及的操作方法是( ) A.蒸餾 B.升華 C.干餾 D.萃取 解析:選B。蒸餾用于分離兩種或多種互溶的液體混合物,根據(jù)液體沸點(diǎn)的不同進(jìn)行分離,A項(xiàng)錯(cuò)誤;升華是指固態(tài)物質(zhì)受熱直接變成氣態(tài)物質(zhì),氣態(tài)物質(zhì)遇冷凝華為固態(tài)物質(zhì),即砒霜樣品受熱使有效成分三氧化二砷變成蒸氣(升華),降溫,蒸氣凝華成固體,從而達(dá)到分離提純砒霜的目的,B項(xiàng)正確;干餾是指煤等在隔絕空氣的條件下加強(qiáng)熱發(fā)生一系列化學(xué)變化的過程,砒霜提純過程中有效成分沒有發(fā)生變化,C項(xiàng)錯(cuò)誤;萃取是指用萃
8、取劑將一種物質(zhì)從其溶液中提取出來的過程,如用苯或四氯化碳萃取溴水中的溴(或碘水中的碘),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.(2018·湛江高三檢測)下列實(shí)驗(yàn)中,所采取的分離或提純方法與對(duì)應(yīng)原理都正確的是( ) 選項(xiàng) 目的 分離或提 純方法 原理 A 除去Fe(OH)3膠體中的FeCl3 過濾 分散質(zhì)微粒的大小不同 B 除去純堿中的碳酸氫銨 加熱 穩(wěn)定性不同 C 除去淀粉中的葡萄糖 過濾 葡萄糖溶于水,淀粉不溶于水 D 分離食用油和汽油 分液 食用油和汽油的密度不同 解析:選B。A項(xiàng),膠體也能透過濾紙,應(yīng)用滲析的方法除去Fe(OH)3膠體中的FeCl3;B項(xiàng),純堿加
9、熱不分解,碳酸氫銨加熱易分解生成氣體,通過加熱可以除去純堿中的碳酸氫銨;C項(xiàng),淀粉、葡萄糖都可透過濾紙,應(yīng)用滲析的方法分離;D項(xiàng),食用油和汽油互溶但沸點(diǎn)不同,應(yīng)用分餾的方法分離。 3.物質(zhì)的分離、提純是中學(xué)化學(xué)的重要操作,請(qǐng)應(yīng)用物質(zhì)分離、提純知識(shí),分離下列各組混合物。 編號(hào) 混合物 分離方法 操作過程 (1) 從草木灰中提取可溶性物質(zhì) (2) 從乙酸乙酯和乙酸的混合物中分離出乙酸乙酯 (3) 由乙醇溶液制無水乙醇 (4) 除去淀粉溶液中的碘化鈉 答案: 編號(hào) 混合物 分離方法 操作過程 (1) 從草木灰中提取可溶性物質(zhì)
10、溶解、過濾、結(jié)晶 將草木灰溶于熱水中,不斷攪拌,然后過濾。若濾液仍渾濁,再過濾,最后蒸發(fā)結(jié)晶、過濾 (2) 從乙酸乙酯和乙酸的混合物中分離出乙酸乙酯 分液 在混合物中加入飽和Na2CO3溶液,振蕩,靜置,分液 (3) 由乙醇溶液制無水乙醇 蒸餾 加入一定量的生石灰,然后蒸餾 (4) 除去淀粉溶液中的碘化鈉 滲析 將混合液放入半透膜袋中,并放入流動(dòng)的蒸餾水中 依據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)選擇恰當(dāng)分離、提純方法 (1)“固+固”混合物的分離、提純 (2)“固+液”混合物的分離、提純 (3)“液+液”混合物的分離、提純 物質(zhì)分離、提純的裝置識(shí)別 4.
11、以下實(shí)驗(yàn)裝置一般不用于分離物質(zhì)的是( ) 解析:選D。A為蒸餾,用于互溶而沸點(diǎn)不同的液體混合物的分離;B為滲析,用于膠體的凈化;C為過濾,用于不溶固體與液體的分離;D為配制一定物質(zhì)的量濃度溶液中的移液操作,不用于分離物質(zhì)。 5.下列實(shí)驗(yàn)裝置圖所示的實(shí)驗(yàn)操作中,不能達(dá)到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? ) 解析:選B。B項(xiàng)中溫度計(jì)的水銀球應(yīng)與蒸餾燒瓶的支管口對(duì)齊。 熟記常見物質(zhì)分離操作中的注意事項(xiàng) (1)過濾中的“3要求”:一貼、二低、三靠。 (2)蒸發(fā)中的“2注意”:玻璃棒攪拌和不能蒸干。 (3)萃取分液中的“4步操作”:加萃取劑―→振蕩放氣―→靜置分層―→分液。 (4)蒸
12、餾中的“3注意”:溫度計(jì)水銀球的位置,冷卻水的進(jìn)出方向,加沸石防暴沸。 物質(zhì)分離和提純的化學(xué)方法 [知識(shí)梳理] 方法 原理 雜質(zhì)成分 沉淀法 將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀 Cl-、SO、CO及能形成弱堿的陽離子 氣化法 將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氣體 CO、HCO、SO、HSO、S2-、NH 雜轉(zhuǎn)純法 將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為需要提純的物質(zhì) 雜質(zhì)與需要提純的物質(zhì)中含不同價(jià)態(tài)的相同元素(用氧化劑或還原劑)、雜質(zhì)與需要提純的物質(zhì)為同一種酸的正鹽與酸式鹽(用酸、酸酐或堿) 氧化還原法 用氧化劑(還原劑)除去具有還原性(氧化性)的雜質(zhì) 如用酸性KMnO4除去CO2中的SO2,用熱的銅粉除
13、去N2中的O2 熱分解法 加熱使不穩(wěn)定的物質(zhì)分解除去 如除去NaCl中的NH4Cl等 酸堿溶解法 利用物質(zhì)與酸或堿溶液混合后的差異進(jìn)行分離 如用過量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3 電解法 利用電解原理除去雜質(zhì) 含雜質(zhì)的金屬(M)作陽極,純金屬(M)作陰極,純金屬(M)的鹽溶液作電解質(zhì)溶液 調(diào)pH法 加入試劑調(diào)節(jié)溶液pH使溶液中某種成分生成沉淀而分離 如向含有Cu2+和Fe3+的溶液中加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等調(diào)節(jié)pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去 [自我檢測] 1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。 (1)用如
14、圖1所示裝置從KI和I2的固體混合物中回收I2。( ) (2)用如圖2所示裝置除去Cl2中含有的少量HCl。( ) 圖1 圖2 (3)將混有HCl的CO2通入飽和NaHCO3溶液中除去HCl。( ) (4)除去干燥CO2中混有的少量SO2,可將混合氣體依次通過盛有酸性KMnO4溶液、濃硫酸的洗氣瓶。( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ 2.(2018·自貢高三模擬)下列有關(guān)除雜的實(shí)驗(yàn)操作合理的是( ) A.除去CO2中混有的少量CO:通入適量O2后點(diǎn)燃 B.除去O2中少量N2:使氣體通過熾熱的銅粉 C.除去石英中
15、少量碳酸鈣:用稀鹽酸溶解后過濾 D.除去氧化鈉固體中少量的純堿:加入足量CaCl2溶液,過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶 解析:選C。CO2中通入適量O2,少量CO不能燃燒,A錯(cuò)誤;將O2和N2通過熾熱的銅粉,這樣參加反應(yīng)的將是O2,B錯(cuò)誤;碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng),石英即二氧化硅不與稀鹽酸反應(yīng),再過濾,這樣就可以除掉石英中的碳酸鈣,C正確;氧化鈉會(huì)與CaCl2溶液中的水反應(yīng),D錯(cuò)誤。 物質(zhì)分離和提純的原則與注意事項(xiàng) (1)原則——“兩不”和“兩易” 兩不:①不增(不增加新的雜質(zhì));②不減(不減少被提純物質(zhì))。 兩易:①易分離(被提純物質(zhì)與雜質(zhì)易分離);②易復(fù)原(被提純的物質(zhì)易恢復(fù)原來的組成狀態(tài))。
16、 (2)注意事項(xiàng) ①除雜試劑須過量;②過量試劑須除盡;③除去多種雜質(zhì)時(shí)要考慮加入試劑的先后順序,選擇最佳的除雜途徑。 下列除雜方案錯(cuò)誤的是( ) 選項(xiàng) 被提純的物質(zhì) 雜質(zhì) 除雜試劑 除雜方法 A CO(g) CO2(g) NaOH 溶液、濃 H2SO4 洗氣 B NH4Cl(aq) Fe3+(aq) NaOH溶液 過濾 C Cl2(g) HCl(g) 飽和食鹽水、濃H2SO4 洗氣 D Na2CO3(s) NaHCO3(s) — 灼燒 [解析] A.CO2與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2CO3,而CO與NaOH溶液不反應(yīng),A選項(xiàng)正
17、確;B.NaOH溶液不僅與Fe3+反應(yīng)也會(huì)與NH發(fā)生反應(yīng),B選項(xiàng)錯(cuò)誤;C.HCl極易溶于水,而Cl2在飽和食鹽水中溶解度較小,C選項(xiàng)正確;D.加熱灼燒可以使NaHCO3固體分解,且生成Na2CO3,D選項(xiàng)正確。 [答案] B (1)除去NaHCO3溶液中的Na2CO3的方法是______________________________。 (2)除去CuSO4溶液中的Fe2(SO4)3的方法是________________________。 (3)除去SO2氣體中的HCl氣體的試劑是__________________,方法是____________。 答案:(1)通入足量CO2
18、 (2)加入CuO或Cu(OH)2等調(diào)節(jié)pH,然后過濾 (3)飽和NaHSO3溶液 洗氣 氣體除雜的三個(gè)要點(diǎn) (1)選擇除雜試劑的依據(jù):主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)的差異,如溶解性、酸堿性、氧化性、還原性等。 (2)氣體除雜的四個(gè)原則:①不損失主體氣體;②不引入新的雜質(zhì)氣體;③在密閉裝置中進(jìn)行;④先除易除去的氣體。 (3)常用的除雜裝置:洗氣瓶、干燥管、U形管、硬質(zhì)玻璃管等。 除雜試劑及方法的選擇 1.下列有關(guān)除雜的實(shí)驗(yàn)操作不合理的是( ) A.除去酸性MgCl2溶液中少量的FeCl3:加入足量的Mg(OH)2并過濾 B.除去NaCl溶液中少量的Na2S:加入AgCl后
19、再過濾 C.除去苯中的溴單質(zhì):加Na2SO3溶液洗滌,分液 D.除去氯化鈉固體中的少量純堿:加入足量氯化鈣,過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶 解析:選D。A項(xiàng),Mg(OH)2和酸反應(yīng)促進(jìn)Fe3+水解形成Fe(OH)3沉淀,通過過濾即可除去Fe(OH)3。B項(xiàng),Na2S和AgCl反應(yīng)生成Ag2S沉淀和NaCl,過濾除去Ag2S和剩余的AgCl,即可除去NaCl溶液中的Na2S。C項(xiàng),溴可與亞硫酸鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成物可溶于水,而苯不溶于水,然后用分液的方法分離。D項(xiàng),能除去雜質(zhì)純堿,但又引入了新的雜質(zhì)CaCl2。 2.除去下列常見物質(zhì)中的雜質(zhì),填寫表格中的空白: 無機(jī)混合物 除雜試劑
20、除雜方法 (1)NaCl(NH4Cl)固體 (2)FeCl2(FeCl3)溶液 (3)FeCl3(FeCl2)溶液 (4)I2(SiO2) (5)Fe2O3(Al2O3) (6)NH4Cl(FeCl3)固體 (7)炭粉(CuO) (8)Mg粉(Al粉) 答案:(1)加熱分解 (2)過量Fe粉 過濾 (3)Cl2 (4)加熱升華 (5)過量NaOH溶液 過濾 (6)適量氨水 過濾 (7)稀鹽酸 過濾 (8)過量NaOH溶液 過濾 物質(zhì)的分離、提純?cè)谖镔|(zhì)制備中的應(yīng)用 3.食鹽是日常生活的必需品,也是重要的化工
21、原料。粗食鹽常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等雜質(zhì)離子,實(shí)驗(yàn)室提純NaCl的流程如下: 提供的試劑:飽和Na2CO3溶液、飽和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳。 (1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO,選出a所代表的試劑,按滴加順序依次為_________________________________________(只填化學(xué)式)。 (2)用于沉淀的試劑須過量,判斷除去SO的試劑過量的方法是________________。 解析:為除去Mg2+和Fe3+可選用NaOH溶液,除去SO選用B
22、aCl2溶液,過量的BaCl2溶液要用飽和Na2CO3溶液來除去,因此只要BaCl2在Na2CO3之前加入即可,NaOH順序可變;除去SO需加試劑BaCl2溶液,判斷Ba2+過量的方法是取少量沉淀后的上層清液于一試管中,滴入少量BaCl2溶液,若無沉淀生成,則說明SO已沉淀完全。 答案:(1)NaOH、BaCl2、Na2CO3(或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH) (2)取少量沉淀后的上層清液于一試管中,滴入少量BaCl2溶液,看是否有沉淀生成,若無沉淀生成,則SO已沉淀完全,即所用試劑已過量 4.下列是制備CuO的流程圖: 工業(yè)CuSO4(含F(xiàn)e
23、SO4)CuSO4溶液 CuSO4·5H2O―→……―→CuO (1)步驟Ⅰ的目的是除去不溶性雜質(zhì)。操作是______________________。 (2)步驟Ⅱ的目的是除鐵。操作是滴加H2O2溶液,稍加熱;當(dāng)Fe2+轉(zhuǎn)化完全后,慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末,攪拌,以控制溶液pH=3.5;加熱煮沸一段時(shí)間,過濾,用稀硫酸酸化濾液至pH=1??刂迫芤簆H=3.5的原因是__________________________________。 (3)步驟Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O晶體。其操作是____________________、過濾、水浴加熱烘干。水浴加熱的特點(diǎn)是__
24、______________________________。 解析:(1)由于不溶性雜質(zhì)不溶于水,故可采用過濾的方法將其除去。(2)步驟Ⅱ操作:向含有CuSO4、FeSO4的溶液中滴加H2O2,發(fā)生反應(yīng):2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,此時(shí)溶液的pH<3.5,而pH=3.5時(shí),F(xiàn)e3+可完全轉(zhuǎn)化為 Fe(OH)3 沉淀,故此時(shí)可加入Cu2(OH)2CO3粉末,以中和H+,控制pH=3.5,同時(shí)加熱煮沸,使Fe3+水解趨于完全,生成Fe(OH)3沉淀,過濾除去 Fe(OH)3沉淀,再加稀硫酸酸化抑制Cu2+的水解,得到CuSO4溶液。 (3)通過蒸發(fā)溶劑、冷卻結(jié)晶的方
25、法析出硫酸銅晶體,加熱烘干時(shí)溫度不能超過100 ℃,且需溫度恒定,以防溫度過高使硫酸銅晶體分解,因此采用水浴加熱。 答案:(1)溶解、過濾 (2)使Fe3+可全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,而Cu2+不會(huì)轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2沉淀 (3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 受熱均勻,溫度易于控制在100 ℃以下 過濾操作中的常考熱點(diǎn) 在過濾操作后,有時(shí)需要濾渣,舍棄濾液;有時(shí)需要濾液,舍棄濾渣。 (1)需要濾液時(shí),提取母液中的成分的方法 例如:①在粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)中,過濾,舍去不溶性雜質(zhì)(濾渣)后,加熱蒸發(fā)濾液,當(dāng)析出大量NaCl晶體時(shí),停止加熱,利用余熱蒸干,便可獲取NaCl固體。 ②若母液是
26、CuSO4飽和溶液,可加熱蒸發(fā)母液,冷卻結(jié)晶,過濾得CuSO4·5H2O晶體。 (2)需要濾渣時(shí),得到純凈的濾渣的方法 例如:在測定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí),可以在混合物中加入過量BaCl2溶液,沉淀SO,然后過濾、洗滌、烘干、稱量,得到BaSO4的質(zhì)量。 ①判斷SO是否沉淀完全:取上層清液少許于試管中,再加入BaCl2溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,說明SO未沉淀完全,反之則沉淀完全。②過濾完畢后,洗滌沉淀可洗去可溶性雜質(zhì)(Na+、Cl-等)。 ③沉淀的洗滌方法:沿玻璃棒向漏斗中注水至浸沒沉淀,待水自然流下后,再重復(fù)2~3次。 ④判斷沉淀是否洗凈:取最后一次濾
27、出液少許于試管中,滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,說明沉淀未洗凈,反之已洗凈。 物質(zhì)的檢驗(yàn) [知識(shí)梳理] 一、常見離子的檢驗(yàn)方法 1.常見陽離子的檢驗(yàn) (1)用NaOH溶液檢驗(yàn) (2)焰色反應(yīng) (3)特殊檢驗(yàn)法 2.常見陰離子的檢驗(yàn) (1)利用酸堿指示劑檢驗(yàn) OH-―→滴入酚酞試液,溶液變紅色;滴入紫色石蕊試液,溶液變藍(lán)色。 (2)利用鹽酸和其他試劑檢驗(yàn) ①CO―→加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,再加稀鹽酸沉淀溶解,并產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體。 ②SO―→加入稀鹽酸,無沉淀、氣體產(chǎn)生,再加入BaCl2溶液產(chǎn)生白
28、色沉淀。 ③SO―→加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加稀鹽酸,產(chǎn)生無色有刺激性氣味且能使品紅溶液褪色的氣體。 (3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液檢驗(yàn) (4)利用某些特征反應(yīng)檢驗(yàn) I-―→滴入淀粉溶液和新制氯水,溶液變藍(lán)色。 二、常見氣體的檢驗(yàn)方法 1.可燃性氣體的檢驗(yàn) 2.酸性氣體的檢驗(yàn) 3.堿性氣體(NH3)的檢驗(yàn) 4.強(qiáng)氧化性氣體的檢驗(yàn) 5.NO的檢驗(yàn)——無色氣體,與空氣接觸后立即變?yōu)榧t棕色。 三、物質(zhì)的鑒別 分類 鑒別方法 不用試劑 (1)先依據(jù)外觀特征,鑒別出其中的一種或幾種,然后利用它們?nèi)ヨb別其他的幾種物質(zhì) (2)若均無明
29、顯外觀特征,可考慮能否用加熱或焰色反應(yīng)等方法鑒別出一種或幾種物質(zhì) (3)若以上兩種方法都不能鑒別時(shí),可考慮兩兩混合或相互滴加,記錄混合后的反應(yīng)現(xiàn)象,分析現(xiàn)象得出結(jié)論 只用一種試劑 (1)先分析被鑒別物質(zhì)的水溶性、密度、溶液的酸堿性,確定能否選用水或指示劑進(jìn)行鑒別 (2)在鑒別多種酸、堿、鹽的溶液時(shí),若被鑒別的溶液多數(shù)呈酸性時(shí),可選用堿或水解呈堿性的鹽溶液作試劑;若被鑒別的溶液多數(shù)呈堿性時(shí),可選用酸或水解呈酸性的鹽溶液作試劑 (3)常用溴水、新制氫氧化銅懸濁液、氯化鐵溶液等作試劑鑒別多種有機(jī)物 任選試劑 此類題目不限制所加試劑的種類,可有多種解法,題目考查的形式往往是從眾多的鑒別方
30、案中選擇最佳方案,其要求是操作步驟最簡單,試劑選用最少,現(xiàn)象最明顯 [自我檢測] 1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。 (1)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀,說明該溶液中一定有SO。( ) (2)只用試管和膠頭滴管,不用任何試劑就可鑒別Ca(OH)2和NaHCO3溶液。( ) (3)能使淀粉-碘化鉀試紙變藍(lán)的氣體一定是氯氣。( ) (4)某氣體在空氣中可產(chǎn)生白霧,能使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅,則該氣體一定是HCl。( ) (5)某無色溶液中滴加氯水后,再加入CCl4振蕩,下層呈紫色,說明原溶液中一定含有I-。( ) 答案:(1)× (2)
31、× (3)× (4)× (5)√ 2.(2018·華中師大附中高三模擬)為確定某溶液的離子組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①測定溶液的pH,溶液顯強(qiáng)堿性;②取少量溶液加入稀鹽酸至溶液呈酸性,產(chǎn)生無刺激性氣味且能使澄清石灰水變渾濁的氣體;③在②溶液中再滴加Ba(NO3)2溶液,產(chǎn)生白色沉淀;④?、壑猩蠈忧逡豪^續(xù)滴加Ba(NO3)2溶液至無沉淀時(shí),再滴加AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,以下推測正確的是( ) A.一定有SO B.一定有CO C.一定有Cl- D.不能確定HCO是否存在 解析:選B。由①知強(qiáng)堿性溶液中不存在HCO;②中產(chǎn)生的無刺激性氣味且能使澄清石灰水變渾濁的
32、氣體必是CO2,故一定無SO,一定有CO;由③證明有SO存在;由于②中加入鹽酸會(huì)引入Cl-,因此不能通過④確定是否有Cl-存在。 (1)解答物質(zhì)鑒別題的要求 ①不能在原瓶中操作。鑒別的目的是為了以后再用,若在原瓶中操作,則會(huì)造成試劑污染,所以要取出被鑒別物質(zhì)進(jìn)行鑒別且要有“各取少許”字樣。 ②用詞要準(zhǔn)確。結(jié)論來自實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,加試劑之前物質(zhì)是未知的,不可出現(xiàn)“取某試劑加入某物質(zhì)”等字樣。 (2)離子檢驗(yàn)時(shí),要注意到已確認(rèn)的離子對(duì)離子檢驗(yàn)的干擾,如檢驗(yàn)鐵離子溶液中是否含有亞鐵離子時(shí),應(yīng)選用酸性高錳酸鉀溶液,而不能選用KSCN溶液和新制氯水。 (3)二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾
33、濁。檢驗(yàn)二氧化硫中是否含有二氧化碳時(shí),應(yīng)先除去二氧化硫,并確認(rèn)除凈后,再通入澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳。 (2015·高考天津卷)下列關(guān)于物質(zhì)或離子檢驗(yàn)的敘述正確的是( ) A.在溶液中加KSCN,溶液顯血紅色,證明原溶液中有Fe3+,無Fe2+ B.氣體通過無水CuSO4,粉末變藍(lán),證明原氣體中含有水蒸氣 C.灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na+,無K+ D.將氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁,證明原氣體是CO2 [解析] A.在溶液中加KSCN,溶液顯血紅色,只能證明一定存在Fe3+,不能證明是否含有Fe2+,錯(cuò)誤;B.無水CuSO4遇水生成CuSO4·5H2O,固
34、體由白色變?yōu)樗{(lán)色,正確;C.灼燒白色粉末,火焰呈黃色,能夠證明原粉末中含有Na+,無法證明是否含有K+,因?yàn)橐^察鉀的火焰顏色,必須透過藍(lán)色鈷玻璃濾去黃光,排除鈉的干擾,錯(cuò)誤;D.能使澄清石灰水變渾濁的氣體不一定是CO2,SO2也可以,錯(cuò)誤。 [答案] B 下列實(shí)驗(yàn)中,用酸性KMnO4溶液不能達(dá)到預(yù)期目的的是( ) A.鑒別乙烯和CO2 B.檢驗(yàn)硫酸鐵溶液中是否有硫酸亞鐵 C.鑒別苯和甲苯 D.檢驗(yàn)CH2===C(CH3)CHO中含有碳碳雙鍵 解析:選D。碳碳雙鍵和—CHO均能使酸性KMnO4溶液褪色,實(shí)際檢驗(yàn)時(shí)要先將—CHO轉(zhuǎn)化為—COOH,然后再檢驗(yàn)碳碳雙鍵。
35、常見物質(zhì)的檢驗(yàn) 1.向四支試管中分別加入少量不同的無色溶液進(jìn)行如下操作,結(jié)論正確的是( ) 選項(xiàng) 操作 現(xiàn)象 結(jié)論 A 滴加BaCl2溶液 生成白色沉淀 原溶液中有SO B 滴加氯水和CCl4,振蕩、靜置 下層溶液顯紫色 原溶液中有I- C 加入稀鹽酸 產(chǎn)生無色無味氣體,通入澄清石灰水,石灰水變渾濁 該溶液一定是碳酸鹽溶液 D 滴加NaOH溶液,將濕潤紅色石蕊試紙置于試管口 試紙不變藍(lán) 原溶液中無NH 解析:選B。A項(xiàng),原溶液還可能有SO、CO、Ag+等,錯(cuò)誤;C項(xiàng),也可能是碳酸氫鹽溶液,錯(cuò)誤;D項(xiàng),需要加熱使NH3逸出,錯(cuò)誤。 2.(2018·
36、晉中高三適應(yīng)性訓(xùn)練)下列有關(guān)物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論中正確的組合是( ) 實(shí)驗(yàn)操作 現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ① 將某氣體通入品紅溶液中 品紅溶液褪色 該氣體一定是SO2 ② 將無色氣體通入溴水中 溴水褪色 該氣體可能是乙烯 ③ 向某溶液中滴入兩滴KSCN溶液 溶液不顯血紅色 該溶液一定含有Fe2+ 另取該溶液少許,先滴入氯水,再滴入KSCN溶液 溶液為血紅色 ④ 將木炭和濃硫酸反應(yīng)生成的氣體通入澄清石灰水中 有白色沉淀生成 該氣體一定是CO2 A.②④ B.②③ C.①③ D.①②③ 解析:選B。①中氣體還可能是氯氣等,錯(cuò)誤;②中乙
37、烯可與溴水發(fā)生加成反應(yīng),使溴水褪色,正確;③中先證明溶液中無Fe3+,另取溶液先滴氯水,再加KSCN溶液變血紅色,證明原溶液中含F(xiàn)e2+,正確;④中是SO2與CO2的混合氣體,錯(cuò)誤。 “九字訣”突破離子檢驗(yàn)問題 (1)一注意 注意離子檢驗(yàn)所要求的環(huán)境,如酸堿性;一定要注意避免離子間的相互干擾,如檢驗(yàn)CO時(shí),HCO、SO、HSO可能會(huì)產(chǎn)生干擾;盡可能選擇特征反應(yīng)以減少干擾,如檢驗(yàn)Fe3+常選用KSCN溶液等。 (2)三原則 物質(zhì)檢驗(yàn)的三個(gè)原則,即一看(顏色、狀態(tài))、二嗅(氣味)、三實(shí)驗(yàn)(加試劑)。 (3)四方法 根據(jù)實(shí)驗(yàn)時(shí)生成物所表現(xiàn)的現(xiàn)象不同,檢驗(yàn)離子的方法如下:①生成氣體,
38、如NH、CO的檢驗(yàn);②生成沉淀,如Cl-、SO的檢驗(yàn);③顯現(xiàn)特殊顏色,如Fe3+的檢驗(yàn);④焰色反應(yīng),檢驗(yàn)金屬單質(zhì)或金屬離子。 常見物質(zhì)的鑒別 3.(2016·高考全國卷Ⅱ,12,6分)某白色粉末由兩種物質(zhì)組成,為鑒別其成分進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn): ①取少量樣品加入足量水仍有部分固體未溶解;再加入足量稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,固體全部溶解; ②取少量樣品加入足量稀硫酸有氣泡產(chǎn)生,振蕩后仍有固體存在。 該白色粉末可能為( ) A.NaHCO3、Al(OH)3 B.AgCl、NaHCO3 C.Na2SO3、BaCO3 D.Na2CO3、CuSO4 解析:選C。A項(xiàng),樣品加入水NaHCO3
39、溶解,再加入稀鹽酸Al(OH)3溶解,HCl與NaHCO3反應(yīng)放出氣體,但樣品中加入稀硫酸,不會(huì)出現(xiàn)固體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),樣品中加入水NaHCO3溶解,再加入稀鹽酸AgCl不溶解,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),樣品加入水Na2SO3溶解,再加入稀鹽酸BaCO3溶解,產(chǎn)生氣體,而加入稀硫酸產(chǎn)生CO2和SO2的混合氣體,且生成BaSO4沉淀,C項(xiàng)正確;D項(xiàng),樣品加水均溶解,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.下列各組溶液中,用括號(hào)內(nèi)的試劑及物質(zhì)間相互反應(yīng)不能鑒別的一組是( ) A.Ba(OH)2、KSCN、NaCl、Mg(NO3)2(FeCl3溶液) B.NaNO3、NaHCO3、(NH4)2SO3、Na2SiO3(H2S
40、O4溶液) C.NH4Br、K2CO3、NaI、CaCl2(AgNO3溶液) D.(NH4)3PO4、NaBr、CuSO4、AlCl3(KOH溶液) 解析:選C。A項(xiàng),可先利用FeCl3溶液鑒別出Ba(OH)2[產(chǎn)生紅褐色Fe(OH)3沉淀]和KSCN(溶液變?yōu)檠t色),然后再利用Ba(OH)2鑒別出Mg(NO3)2(產(chǎn)生白色沉淀),最后一種為NaCl,故能鑒別;B項(xiàng),可將H2SO4分別加入四種溶液中,產(chǎn)生無色無味氣體的為NaHCO3,產(chǎn)生白色沉淀的為Na2SiO3,產(chǎn)生有刺激性氣味氣體的為(NH4)2SO3,余下的為NaNO3,故能鑒別;C項(xiàng),用AgNO3溶液無法鑒別CaCl2和K2C
41、O3;D項(xiàng),可將KOH溶液分別逐滴加入四種溶液中,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀的為CuSO4,先產(chǎn)生白色沉淀后沉淀溶解的為AlCl3,加熱有刺激性氣味氣體產(chǎn)生的為(NH4)3PO4,沒有明顯現(xiàn)象的為NaBr,故能鑒別。 物質(zhì)鑒定、鑒別和推斷的比較 不同點(diǎn) 相同點(diǎn) 鑒定 根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),對(duì)該物質(zhì)的組成進(jìn)行檢驗(yàn) 均需根據(jù)物質(zhì)的特征反應(yīng),選擇恰當(dāng)?shù)脑噭┖头椒?,?zhǔn)確觀察反應(yīng)中顏色變化、沉淀的生成或溶解、氣體的生成、焰色反應(yīng)等現(xiàn)象并加以判定 鑒別 對(duì)兩種或兩種以上的物質(zhì)進(jìn)行辨認(rèn) 推斷 通過已知實(shí)驗(yàn)事實(shí),根據(jù)性質(zhì)分析,推出被檢物質(zhì)的組成或名稱 [課后達(dá)標(biāo)檢測] 一、選擇題 1.(20
42、16·高考北京卷)下列中草藥煎制步驟中,屬于過濾操作的是( ) A.冷水浸泡 B.加熱煎制 C.箅渣取液 D.灌裝保存 解析:選C。過濾是常用的物質(zhì)分離方法,適用于固液分離,C項(xiàng)符合題意;A項(xiàng)和B項(xiàng)均為浸取,D項(xiàng)為溶液的轉(zhuǎn)移,A項(xiàng)、B項(xiàng)、D項(xiàng)均不符合題意。 2.(2016·高考全國卷Ⅰ)下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? ) A.用長頸漏斗分離出乙酸與乙醇反應(yīng)的產(chǎn)物 B.用向上排空氣法收集銅粉與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的NO C.配制氯化鐵溶液時(shí),將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中再加水稀釋 D.將Cl2與HCl混合氣體通過飽和食鹽水可得到純凈的Cl2 解析:選C。長頸漏
43、斗不能用來分液,A項(xiàng)錯(cuò)誤;NO能與O2反應(yīng),不能用排空氣法收集,B項(xiàng)錯(cuò)誤;配制FeCl3溶液時(shí),為防止Fe3+的水解,應(yīng)將FeCl3溶解在較濃的鹽酸中,再加水稀釋,C項(xiàng)正確;將Cl2和HCl的混合氣體通過飽和食鹽水可除去其中的HCl,但引入了水蒸氣,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.(2016·高考上海卷)實(shí)驗(yàn)室提純含少量氯化鈉雜質(zhì)的硝酸鉀的過程如圖所示。下列分析正確的是( ) A.操作Ⅰ是過濾,將固體分離除去 B.操作Ⅱ是加熱濃縮,趁熱過濾,除去雜質(zhì)氯化鈉 C.操作Ⅲ是過濾、洗滌,將硝酸鉀晶體從溶液中分離出來 D.操作Ⅰ~Ⅲ總共需兩次過濾 解析:選C。提純混有NaCl雜質(zhì)的KNO3,應(yīng)將其溶
44、于水,蒸發(fā)濃縮并降溫結(jié)晶,因?yàn)镵NO3的溶解度隨溫度的升高而升高,NaCl的溶解度隨溫度的升高而基本無明顯變化。操作Ⅰ是加水溶解,操作Ⅱ是蒸發(fā)濃縮,得到較高溫度下的KNO3飽和溶液,然后冷卻結(jié)晶,利用溶解度差異使KNO3結(jié)晶析出,操作Ⅲ是過濾、洗滌,將KNO3晶體從溶液中分離出來。故選C。 4.(2018·開封高三模擬)下列除雜操作可行的是( ) A.通過濃硫酸除去HCl中的H2O B.通過灼熱的鎂粉除去N2中的O2 C.制二氧化氮時(shí),用水或NaOH溶液吸收尾氣 D.制氯氣時(shí),用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體 解析:選A。B項(xiàng),鎂與N2加熱時(shí)反應(yīng)生成Mg3N2,錯(cuò)誤;C項(xiàng),
45、用水吸收NO2生成NO,錯(cuò)誤;D項(xiàng),NaHCO3能與HCl反應(yīng)生成CO2,引入新雜質(zhì),錯(cuò)誤。 5.下列鑒別方法不可行的是( ) A.用水鑒別乙醇、甲苯和溴苯 B.用燃燒法鑒別乙醇、苯和四氯化碳 C.用碳酸鈉溶液鑒別乙醇、乙酸和乙酸乙酯 D.用酸性高錳酸鉀溶液鑒別苯、環(huán)己烯和環(huán)己烷 解析:選D。A、B、C均可鑒別:A中,乙醇溶于水,甲苯密度比水小,溴苯密度比水大;B中,乙醇、苯燃燒火焰有明顯差別,而四氯化碳不燃燒;C中,乙醇溶于碳酸鈉溶液,乙酸與碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生氣泡,乙酸乙酯浮于碳酸鈉溶液表面。 6.茶葉中鐵元素的檢驗(yàn)可經(jīng)以下四個(gè)步驟完成,各步驟中選用的實(shí)驗(yàn)用品不能都用到的是(
46、) A.將茶葉灼燒灰化,選用①、②和⑨ B.用濃硝酸溶解茶葉灰并加蒸餾水稀釋,選用④、⑥和⑦ C.過濾得到濾液,選用④、⑤和⑦ D.檢驗(yàn)濾液中的Fe3+,選用③、⑧和⑩ 解析:選B。灼燒固體物質(zhì)一般使用坩堝,而坩堝加熱需用泥三角支撐然后放在三腳架上,三腳架的下面應(yīng)放酒精燈,選用的實(shí)驗(yàn)用品都能用到,選項(xiàng)A不符合題意。溶解固體并加蒸餾水稀釋,所需儀器為燒杯和玻璃棒,用不到容量瓶,選項(xiàng)B符合題意。過濾所需的實(shí)驗(yàn)用品為漏斗、濾紙、玻璃棒、燒杯和帶鐵圈的鐵架臺(tái),選項(xiàng)C不符合題意。檢測Fe3+的試劑為KSCN溶液,所需儀器為試管和膠頭滴管,選項(xiàng)D不符合題意。 7.(2016·高考全國卷Ⅱ)
47、下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? ) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)操作 A 制備Fe(OH)3膠體 將NaOH濃溶液滴加到飽和FeCl3溶液中 B 由MgCl2溶液制備無水MgCl2 將MgCl2溶液加熱蒸干 C 除去Cu粉中混有的CuO 加入稀硝酸溶解,過濾、洗滌、干燥 D 比較水和乙醇中氫的活潑性 分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中 解析:選D。NaOH濃溶液滴加到飽和FeCl3溶液中得到的是Fe(OH)3沉淀,并非Fe(OH)3膠體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;加熱能促進(jìn)MgCl2水解和HCl逸出,最終MgCl2完全水解生成Mg(OH)2,不能得到無水MgCl2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;加入稀
48、硝酸,CuO和Cu均溶解,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)Na分別與水、乙醇反應(yīng)的劇烈程度或產(chǎn)生氣泡的快慢可比較水和乙醇中氫的活潑性,D項(xiàng)正確。 8.為提純下列物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)是雜質(zhì)),所選用的除雜試劑和分離方法都正確的是( ) 選項(xiàng) 被提純的物質(zhì) 除雜試劑 分離方法 A 溴化鈉溶液(NaI) 氯水、CCl4 萃取、分液 B 氯化銨溶液(FeCl3) 氫氧化鈉溶液 過濾 C 二氧化碳(CO) 氧化銅粉末 通過灼熱的 氧化銅粉末 D 乙酸乙酯 (CH3COOH) 乙醇、濃硫酸 加熱蒸餾 解析:選C。氯水也能與NaBr反應(yīng),不符合除雜的要求;NH4Cl也能與NaO
49、H反應(yīng),不符合除雜的要求;除去乙酸乙酯中的CH3COOH可以先加入飽和Na2CO3溶液,然后分液。 9.(2017·高考天津卷)以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? ) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) A 除去NaHCO3固體中的Na2CO3 將固體加熱至恒重 B 制備無水AlCl3 蒸發(fā)Al與稀鹽酸反應(yīng)后的溶液 C 重結(jié)晶提純苯甲酸 將粗品水溶、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶 D 鑒別NaBr和KI溶液 分別加新制氯水后,用CCl4萃取 解析:選D。除去NaHCO3固體中的Na2CO3,可加水溶解制成飽和溶液,通入足量CO2氣體,結(jié)晶,過濾,A項(xiàng)錯(cuò)誤;制備無水AlCl3時(shí),應(yīng)將AlC
50、l3溶液在HCl氛圍中蒸發(fā),B項(xiàng)錯(cuò)誤;重結(jié)晶提純苯甲酸時(shí),應(yīng)將粗品制成其熱飽和溶液,趁熱過濾,再冷卻結(jié)晶,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鑒別NaBr和KI溶液,分別加入新制氯水后,用CCl4萃取,Br2的CCl4溶液呈橙色,I2的CCl4溶液呈紫紅色,D項(xiàng)正確。 二、非選擇題 10.某研究性學(xué)習(xí)小組擬取鹽湖苦鹵的濃縮液(富含K+、Mg2+、Br-、SO、Cl-等)來制取較純凈的氯化鉀晶體及液溴,他們?cè)O(shè)計(jì)了如下流程: 回答以下問題: (1)操作Ⅰ的名稱為________;要從橙色液體中分離出溴,所采取的操作需要的主要玻璃儀器除酒精燈和溫度計(jì)外,還有____________________________
51、___________。 (2)試劑Y的化學(xué)式為____________;檢驗(yàn)SO已除盡的方法是_____________ ________________________________________________________________________。 (3)寫出操作Ⅲ的具體操作步驟:____________________________________________ ________________________________________________________________________ _________________________
52、_______________________________________________。 解析:(1)加入氧化劑,能夠?qū)⒖帑u中的Br-氧化為Br2,加入CCl4萃取、分液可分離出溶液中的Br2。橙色液體為溴的CCl4溶液,可以用蒸餾的方法分離出溴,還需用到蒸餾燒瓶、冷凝管、牛角管、錐形瓶等儀器。(2)溶液A中的離子為K+、Mg2+、SO、Cl-,分別加入Ba(OH)2、K2CO3,除去其中的SO、Mg2+以及過量的Ba2+,則Y必須為K2CO3。檢驗(yàn)SO已除盡,可以取少量無色溶液D,加入BaCl2溶液,觀察是否有白色沉淀產(chǎn)生,也可以取少量無色溶液B,加入稀鹽酸酸化的BaCl2溶液,觀
53、察是否有白色沉淀產(chǎn)生。(3)操作Ⅲ是由KCl溶液得到KCl晶體,實(shí)驗(yàn)操作為蒸發(fā)結(jié)晶。 答案:(1)萃取、分液 蒸餾燒瓶、冷凝管、牛角管、錐形瓶 (2)K2CO3 取少量無色溶液D,加入BaCl2溶液,若沒有白色沉淀生成,則SO已除盡(其他合理答案也可) (3)將溶液倒入蒸發(fā)皿中并置于三腳架上,加熱并用玻璃棒不斷攪拌蒸發(fā)皿中的液體,直到溶液出現(xiàn)較多晶體時(shí),停止加熱,利用余熱蒸干 11.根據(jù)下列各組溶解度曲線圖,判斷分離提純方法。 (1)根據(jù)圖1中Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲線,由Na2SO4溶液得到Na2SO4固體的操作為將溶液升溫結(jié)晶、__________、
54、用乙醇洗滌后干燥。用乙醇洗滌而不用水洗滌的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)根據(jù)圖2所示相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線,在實(shí)驗(yàn)室中提純過硫酸鉀粗產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)具體操作依次為將過硫酸鉀粗產(chǎn)品溶于適量水中,___________________________,干燥。 (3)根據(jù)圖1中紅礬鈉(Na2Cr2O7·2H2O)和Na2SO4的溶
55、解度曲線,從Na2Cr2O7和Na2SO4的混合溶液中提取紅礬鈉的操作為先將混合溶液蒸發(fā)濃縮,趁熱過濾。趁熱過濾的目的是_____________________________________;然后將濾液____________,從而析出紅礬鈉。 解析:(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖巧蒒a2SO4,防止生成Na2SO4·10H2O,趁熱過濾、用乙醇洗滌都是為了達(dá)到這個(gè)目的。(2)根據(jù)各物質(zhì)的溶解度變化和過硫酸鉀的性質(zhì),應(yīng)運(yùn)用重結(jié)晶法進(jìn)行提純分離。(3)根據(jù)溶解度曲線可知,隨著溫度升高,Na2SO4的溶解度降低,而Na2Cr2O7·2H2O溶解度升高,趁熱過濾,有利于Na2SO4結(jié)晶析出,又能防止Na2
56、Cr2O7·2H2O結(jié)晶析出。蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾后只需將濾液冷卻結(jié)晶即可得紅礬鈉。 答案:(1)趁熱過濾 防止形成Na2SO4·10H2O (2)在不超過80 ℃的條件下蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾,用冷水洗滌 (3)有利于Na2SO4結(jié)晶析出,又能防止Na2Cr2O7·2H2O結(jié)晶析出 冷卻結(jié)晶 12.氫溴酸在醫(yī)藥和石化工業(yè)上有廣泛用途。下圖是模擬工業(yè)制備氫溴酸粗品并精制的流程: 根據(jù)上述流程回答下列問題: (1)混合①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________ _____________________________
57、___________________________________________。 (2)混合①中使用冰水的目的是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)操作Ⅱ和Ⅲ的名稱分別是________、________。操作Ⅲ一般適用于分離__________混合物(填編號(hào))。 a.固體和液體 b.固體和固體 c.互不相溶的液體 d.互溶的液體 (4)混合②中加入
58、Na2SO3的目的是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)純凈的氫溴酸應(yīng)為無色液體,但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中制得的氫溴酸(工業(yè)氫溴酸)常帶有淡淡的黃色。于是甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了簡單實(shí)驗(yàn)加以探究:甲同學(xué)假設(shè)工業(yè)氫溴酸呈淡黃色是因?yàn)楹現(xiàn)e3+,則用于證明該假設(shè)所用的試劑為________________,若假設(shè)成立可觀察到的現(xiàn)象為__________________________________
59、______________________________________。 乙同學(xué)假設(shè)工業(yè)氫溴酸呈淡黃色是因?yàn)開_______________________,其用于證明該假設(shè)所用的試劑為__________。 解析:(1)SO2和Br2 用冰水混合,二者反應(yīng)生成H2SO4和HBr。(2)由于Br2具有揮發(fā)性,使用冰水能降低體系溫度,防止溴的揮發(fā),使反應(yīng)更充分。(3)用Ba(OH)2能將SO沉淀,即操作Ⅱ是過濾,得到的濾液中含有氫溴酸等物質(zhì),由于氫溴酸沸點(diǎn)較低,可以采用蒸餾法分離,蒸餾法適用于分離互溶且沸點(diǎn)不同的液體。(4)加入Na2SO3可以除去少量未反應(yīng)的Br2。(5)檢驗(yàn)Fe3+
60、可以用KSCN溶液(或苯酚溶液),溶液變成血紅色(或紫色);溶液中含有少量單質(zhì)溴也能使溶液呈現(xiàn)淡黃色,可以用CCl4萃取檢驗(yàn)。 答案:(1)SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4 (2)降低體系溫度,防止Br2和HBr揮發(fā) (3)過濾 蒸餾 d (4)除去粗品中未反應(yīng)完的Br2 (5)KSCN溶液(或苯酚溶液) 溶液變成血紅色(或紫色) 含有Br2 CCl4 13.鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使回收利用鋰資源成為重要課題。某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)廢舊鋰離子電池正極材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上)進(jìn)行資源回收研究,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下: (1)第②步反應(yīng)得到的沉淀X的化學(xué)式
61、為_____________________________。 (2)第③步反應(yīng)的離子方程式是______________________________________________。 (3)第④步反應(yīng)后,過濾Li2CO3所需的玻璃儀器有______________________________。若過濾時(shí)發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁,從實(shí)驗(yàn)操作的角度給出兩種可能的原因: ________________________________________________________________________ _____________________________________
62、___________________________________。 (4)若廢舊鋰離子電池正極材料含LiMn2O4的質(zhì)量為18.1 g,第③步反應(yīng)中加入20.0 mL 3.0 mol·L-1的H2SO4溶液,假定正極材料中的鋰經(jīng)反應(yīng)③和④完全轉(zhuǎn)化為Li2CO3,則至少有__________g Na2CO3參加了反應(yīng)。 解析:(1)鋰離子電池正極材料中的鋁箔與NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2,在濾液中通入過量CO2時(shí),NaAlO2與CO2反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀。 (2)第③步為LiMn2O4在酸性條件下與氧氣反應(yīng),該反應(yīng)中氧氣是氧化劑,反應(yīng)生成硫酸鋰、二氧化錳和水。 (3)過濾
63、所用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒。若濾液渾濁,則可能是漏斗中液面高于濾紙邊緣,或者是玻璃棒緊靠的不是三層濾紙?zhí)?,?dǎo)致濾紙破損。 (4)LiMn2O4的物質(zhì)的量為0.1 mol,最終生成0.05 mol Li2CO3;加入H2SO4一共0.06 mol,與LiMn2O4反應(yīng)后剩余0.01 mol H2SO4;加入的Na2CO3先與剩余的硫酸反應(yīng),再與Li+反應(yīng)生成Li2CO3,故至少有0.06 mol(即6.36 g)Na2CO3參加反應(yīng)。 答案:(1)Al(OH)3 (2)4LiMn2O4+4H++O2===8MnO2+4Li++2H2O (3)燒杯、漏斗、玻璃棒 玻璃棒下端靠在濾紙的單層處,導(dǎo)致濾紙破損;漏斗中液面高于濾紙邊緣(其他合理答案均可) (4)6.36
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